Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>970604 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22),Заявлено 1512.80 (21) 3216656/24-07

51) М К т з

Н 02 И 7/12 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (33) Приоритет

Опубликовано 301082. Бюллетень № 40

Дата опубликования описания 301082 (53) УДК 621. 314..6(088.8) (72) Авторы изобретения

E-В.Лысенко и К.С;Дмитриев (Г; фф»

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный, государственный .проектно-изыскательский н йаучно-исследоватефЩЩЩьГ !,, . институт энергетических систем и электрйческ сет:еф

"Энергосетьпроект" ааЮЧЮ У Ф (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕИЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве источника ностоянного напряжения.

Известен преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий выпрямитель, интегратор и ключевые элементы и обеспечивающий получение постоянного напряжения, пропорционального интегральным значениям переменного напряжения (1).

К недостаткам данного преобразователя относится малое быстро .ействие.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий включен. ные последовательно выпрямитель, интегратор с конденсатором, коммутируемый импульсный ключ и запоминающую ячейку с накопительным конденсатором f2).

Недостатком известного преобразователя является низкая точность преобразования прн несинусоидальнос- . ти входного напряжения, т.е. имеет место значительная погрешность выходного напряжения при несинусоидальном входном напряжении, в частности, при непредусмотренных переходах через нуль преобразователь практически теряет работоспособность..

Цель изобретения — повышение точности преобразования при несинусоидальности входного напряжения. указанная цель достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий включенные последовательно выпрямитель, .интегратор с конденсатором, коммутируемый импульсный ключ и запоминающую ячейку с накопительным конденсатором, дополнительно введены генератор прямоугольных импульсов, элементы запрета и задержки, второй, третий и четвертый коммутируемые импульсные ключи и блок преобразования последовательности прямо-. угольных импульсов в непрерывный сигнал, при этом выходы второго и третьего коммутируемых импульсных ключей включены параллельно конденсатору интегратора, выходы четвертого коммутируемого импульсного клю25 ча подключены параллельно накопительному конденсатору, а выход генератора прямоугольных импульсов через элемент запрета подключен к входу первого коммутируемого импульсного

30 ключа и через элемент задержки к

970604 входу второго коммутируемого импульсного ключа и запрещающему входу эле- мента запрета, а через блок преобразования последовательности прямоугольных импульсов в непрерывный сигнал — к входам соответственно 5 третьего и четвертого коммутируемых импульсных ключей.

На фиг. 1 приведена структурная (функциональная) схема преобразо вателя; на фиг. 2 — графически вре- 10 менные диаграммы.

Устройство состоит из включенных последовательно выпрямителя 1, на вход которого подается входное переменное напряжение U>z,интегратора 2 с конденсатором 3, первого коммутируемого импульсного ключа 4 и запоминающей ячейки 5 с накопительным конденсатором 6. Выход второго коммутируемого импульсного ключа 7 и выход 20 третьего коммутируемого импульсного ключа 8 включены параллельно конденсатору 3, выход четвертого коммутируемого импульсного ключа 9 включен параллельно конденсатору 6, выход генератора 10 прямоугольных импульсов через элемент 11 задержки соединен с входом второго коммутируемого импульсного ключа,7, через элемент 12 запрета с входом первого коммутируемого импульсного ключа 4, а через блок преобразования последовательности прямоугольных импульсов в непрерывный сигнал 13 — с входом четверто. го коммутируемого импульсного ключа 9.

Периодическое входное напряжение U выпрямляется выпрямителем 1 (О.,) и подается на интегратор 2 (0 ).

При отсутствии импульсов U,с выхода 40 генератора 10 прямоугольных импульсов на выходе преобразователя 13 также отсутствует напряжение, причем коммутируемуе импульсные ключи 4, 7, 8 и 9 выполнены таким обра- 45 зом, что ключи 4 и 7 при этом закрыты, а .8 и 9 открыты. Конденсаторы 6 и 3 шунтированы ключами 8 и 9, а выходное напРяжение 0 преобразователя отсутствует.

ПоСле появления первого коммутирующего импульса на выходе блока 13 появляется непрерывный сигнал и все ключи преобразователя оказываются закрытыми.

Конденсатор 3 интегратора 2 дешунтируется и напряжение на его выходе возрастает пропорционально интегралу входного напряжения.

При появлении второго коммутирующего импульса с выхода генератора 10 60 он немедленно подается на вход ключа 4, который открывается и соединяет выход интегратора 2 с входом за- поминающей ячейки 5 и накопительным конденсатором 6. 65 Клич 4 остается открытым в течение времени задержки элемента 11, после чего на запрещающий вход элемента 12 запрета подается сигнал и ключ 4 запирается. За время его открытого состояния конденсатор 6 успевает зарядиться практически до установившегося напряжения и после запирания ключа 4 разряжается на входное сопротивление запоминающей ячейки 5, поддерживая выходное напряжение практически неизменным за время интегрирования.

При появлении выходного сигнала элемента 11 задержки открывается ключ 7 и шунтирует конденсатор 3 интегратора 2, причем длительность открытого состояния ключа 7 равна разности между длительностью импульса генератора 10 и уставкой элемента 11 задержки, составляя половину длительности импульса генератора 10.

За это время конденсатор 3 интегратора 2 успевает полностью разрядиться. После окончания импульса от генератора 10 ключ 7 вновь запирается, и на выходе интегратора 2 вновь начинает возрастать напряжение, а рассмотренный процесс повторяется при появлении следующего импульса от генератора 10.

После исчезновения последнего импульса генератора 10 через время, несколько превышающее нормальную паузу между импульсами, выходной сигнал блока 13 исчезает, ключи 8 и 9 вновь открываются и шунтируют конденсаторы 3 и 6, что приводит к исчезновению выходного сигнала вне зависимости от наличия входного напряжения.

Выпрямитель, интегратор и повторитель выполнены по известным схемам на операционных усилителях. В качестве ключей использованы полевые транзисторы, управляемые биполярными транзисторами.

Элементы задержки и запрета и блок превращения последовательности прямоугольных импульсов в непрерывный сигнал выполнены на логических микросхемах.

Формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий включенные последовательно выпрямитель, интегратор с конденсатором, коммутируемый импульсный ключ и запоминающую ячейку с накопительным конденсатором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования при несинусоидальности входного напряжения, дополнительно введены генератор прямоугольных импульсов, элементы запрета и задерж970604 ки, второй, третий и четвертый коммутируемые импульсные ключи и блок преобразования последовательности прямоугольных импульсов в непрерывный сигнал, при этом выходы второго и третьего коммутируемых импульсных ключей включены параллельно конденсатору интегратора, выход четвертого коммутируемого импульсного ключа под ключен параллельно накопительному конденсатору, а выход генератора прямоугольных импульсов через элемент запрета подключен к входу первого коммутйруемого импульсного ключа и через элемент задержки к входу второго коммутируемого импульсного ключа и запрещающему входу элемента запрета, а через блок преобразования последовательности прямоугольных импульсов в непрерывный сигнал — к входам соответственно третьего и четвертого коммутируемых импульсных ключей.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. М., "Советс1(.кое радио", 1971, с 56.

2. Гутников В.С. и др. Быстродействующие астатические усредняющие преобразователи с синхронным временем квантования в прямой цепи. — Сбор 5 ник трудов ЛПИ "Элементы и системы автоматики и информационно-измерительной техники", В 342, 1974, с. 105.